铅酸蓄电池板栅

铅酸蓄电池中的板栅铅酸蓄电池中的板栅AWords目录bstract1234板栅的简介板栅的作用板栅设计板栅合金2341板栅的简介正负极的骨架；占蓄电池总质量的20%~30%。板栅的简介板栅的发展史最初的铅蓄电池是用两块铅板在硫酸溶液中通过反复多次的充放电循环变为电池的正负极，无所谓板栅可言。1880年，Faure提出了涂膏式极板，即将铅膏涂在薄铅板上，铅板作为集流体。1881年，Swan首先提出板栅的概念，取代以前所用的铅板。之后，Sellon发明了铅锑合金板栅，其它各种各样的板栅也相继出现。按制造方式对板栅分类重力浇铸板栅拉网式板栅连铸辊压板栅重力浇铸式板栅与拉网式板栅对比重力浇铸式板栅拉网式板栅机械强度高低活性物质稳定性好差生产效率（自动化水平）低高生产成本高低循环寿命长短能能量高高耐腐蚀性好差连铸辊压式板栅能很大程度上克服在优化板栅设计、微观结构和性能上的局限性2341板栅的作用板栅的作用1.活性物质的载体2.集流体2413板栅设计将板栅设计成不同的形状、不同的截面积、不同的横筋与竖筋的结构。使板栅电压降减小使板栅与活性物质结合力使活性物质有最大的有效空间板栅设计的目的板栅的结构

极耳

筋条（横筋、竖筋）板栅设计的工艺宽度大于高度；放射状和树枝状优于直线水平；重量轻，机械强度高，抗蠕变性能好；工艺性能好，利于浇铸成型。板栅筋条的截面形状三角形圆形或椭圆形棱形脱模性能好中等差铅膏结合保持能力差中等好板栅的厚度板栅厚度是根据蓄电池使用条件，放电率，寿命等各种因素来确定1）放电电流汽车起动用蓄电池极板厚度一般在2mm以下；工业用蓄电池，极板厚度可较厚一些，可达到3mm以上。2）使用寿命备用电源等长寿命蓄电池板栅还要考虑金属铅的腐蚀速度。蓄电池使用寿命要求达到10年以上时，正极板板栅厚度应大于3mm以上。不同用途板栅设计的特点汽车用蓄电池板栅大、中型密封阀控电池板栅电动自行车电池板栅

汽车用蓄电池板栅使用状态为瞬时大电流放电,最高可达400～600A。(1)板栅厚度小,一般不超过2mm；(2)板栅的细微结构会影响板栅的效果；(3)高与宽的比例明显小于其它板栅；(4)极耳的宽度比其他板栅的要大,厚度与板栅同厚；(5)筋条密集,筋条粗细适中。大、中型密封阀控电池板栅大、中型密封电池的寿命要求较高蓄电池一般处于浮充状态(1)板栅偏厚,一般为2.5～4mm。(2)放射筋结构对电池的性能影响不大；(3)具体设计根据槽体。(4)筋条比较稀疏且偏粗。电动自行车电池板栅电动自行车电池的使用寿命适中，容量要求高,电池属于深充/深放类型,放电电压相对较稳定,充电状态良好,放电状况苛刻。(1)板栅不能过厚,也不能太薄,适中厚度为1.7～3.0mm；(2)板栅的高和宽基本上由槽体来确定；(3)正负极厚度比较大；(4)筋条偏疏,筋条结构偏细。2413板栅合金分类主流：低锑铅合金、铅钙合金新型：铅炭板栅合金、铅-稀土多元合金低锑铅合金优点：明显地改善合金的抗拉强度、硬度和细化晶粒，具有优良的铸造成型性存在问题：锑从正极板上溶解，在负极板上累积，增加析氢改进：①减小锑在合金中所占的质量分数；②添加锡、砷、镉等元素，可消除含锑合金的缺陷而保留其优点，增加其抗蠕变和耐腐蚀性能铅钙合金优点：析氢过电位高、析氢量少。存在问题：该合金强度差，铸造困难应用困难改进：添加其他元素，如铝、银、铋、锡等，可以针对性地解决某些问题。其中，Pb-Ca-Sn合金是VRLA电池最广泛采用的板栅合金。铅炭板栅合金优点：有效抑制负极的硫酸盐化，提高电池的循环性能分类：石墨烯铅合金、纳米铅炭合金、铅-石墨烯合金、铅-石墨合金……铅－稀土多元合金作用机理：稀土元素与氧、硫、氢、铝的亲和力较大。例子：添加稀土铈和钇元素，能够提高板栅合金的析氢及析氧过电位。同时，还能够降低深放电条件下合金的阳极腐蚀及腐蚀膜的阻抗。发展趋势铅-稀土多元合金的改进采用快速冷却技术制成板栅合金轻型化板栅材料双极性板栅参考文献[1]吴秋菊,周明明,杨新新,李厚训,柯娃,吴亮,戴贵平.新型铅炭板栅合金的研究进展[J].蓄电池,2015,(06):290-294.[2]任晴晴,王江林,刘计,沈浩宇,马永泉,伊廷锋,诸荣孙.铅蓄电池铅合金板栅材料的研究进展[J].电池工业,2013,(05):267-270.[3]陈旭耀.卷绕式铅酸电池的研制及其板栅合金的研究[D].哈尔滨工业大学,2008.[4]柴树松.铅酸蓄电池板栅设计的探讨[J].蓄电池,2008,(03):103-106.[5]吴敏,王梦阳,田李燕,王淑君.铅酸蓄电池板栅设计